In vivo диагностика это

Генная диагностика. Генная терапия. Что такое генная диагностика и генная терапия? Виды генной терапии.

Генная диагностика имеет большое будущее в экспресс-диагностике инфекционных болезней. На ранних этапах инфекции, когда AT в организме ещё не выработаны, диагностика основана на идентификации Аг, в том числе специфических генов возбудителя. Для этого выявления наиболее часто применяют методы гибридизации и амплификации ДНК (см. также главу 11).

Генная терапия — метод лечения заболеваний, основанный на переносе в клетки организма определённых генов. Основная проблема генной терапии — разработка эффективного и безопасного способа переноса необходимых генов в дефектные клетки организма. В качестве «средств доставки» генов используют различные векторы, наиболее часто — различные вирусы (см. ниже). В настоящее время разработки генной терапии касаются только соматических клеток.

14 сентября 1990 г. была проведена первая успешная попытка коррекции генных дефектов при наследуемом Т-клеточном иммунодефиците, связанном с недостаточностью фермента аде-нозин дезаминазы. Двум больным девочкам провели пересадку собственных Т-лимфоцитов, в которые был внесён трансген — нормальный ген недостающего фермента. В результате нескольких проведённых инфузий у обеих пациенток наступило полное выздоровление. В настоящее время несколько тысяч больных несут в своём организме клетки, генетически изменённые искусственным путём.

Генетика и молекулярная биология — in vivo, in vitro, in silico

В 1992 г. в США осуществили введение в клетки печени человека гена белка-рецептора, адсорбирующего липопротеины низкой плотности в гепатоциты женщины, страдающей выраженным атеросклерозом (патология была связана с дефицитом липопротеинов вследствие генных нарушений). Посредством трансфекции ген был введён в гомогенизированные клетки печени, которые затем переносили в печень пациентки. После такой процедуры состояние женщины улучшилось, хотя до пересадки «генно-инженерной печени» она перенесла инфаркт (в 16 лет) и операцию на сердце (в 26 лет).

Виды генной терапии

В настоящее время разработаны три основных вида генной терапии, различаемых по способу доставки вектора в поражённые клетки.

Генная терапия ex vivo. Поражённые клетки выделяют из организма пациента, инкубируют с вектором, после чего генно-инженерные (генетически изменённые) клетки вносят в организм. Наиболее часто метод применяют в отношении клеток крови. Это связано с простотой их выделения и последующего обратного введения.

Генная терапия in situ. В этом случае вектор вводят непосредственно в поражённые ткани. Например, пациентам с муковисцидозом аденовирусные векторы доставляют непосредственно в трахею и бронхи; в некоторые опухоли непосредственно инъецируют вектор, несущий цитокин или токсин; в мышцу больного, страдающего мышечной дистрофией, производят инъекцию вектора, несущего ген дистрофина.

ДИСЛЕКСИЯ: болезнь ленивых и гениев | IN VIVO

Генная терапия in vivo — вектор вводят в кровоток. До настоящего времени на практике этот метод не применяли, однако метод прост и удобен, поэтому его считают наиболее перспективным.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Источник: meduniver.com

В чем разница между in vivo и in vitro: пытаемся разобраться в медицинских исследованиях

Для того, чтобы запустить в массовое производство различные препараты – косметические, лекарственные или БАДы, они должны пройти ряд испытаний, которые подтвердят эффективность и безопасность этих средств. Тогда и проводится серия экспериментов с приставкой in vitro и in vivo. Слова во многом похожи, однако между ними есть очень большая разница. Они обозначают совершенно разные виды испытаний. Разберемся с этими понятиями на примере косметических средств и испытаний лекарств, вакцин.

Исследования in vitro и in vivo, а также некоторые другие, проводятся в отношении эффективности косметических продуктов для жирной или сухой кожи, увлажнения, старения кожи, пигментации, роста волос и т. д. Также они изучают безопасность и эффективность определенных лекарств или добавок.

В чем разница между методами тестирования in vitro и in vivo

Современная наука предлагает множество методов проверки безопасности и эффективности косметических и лекарственных средств. Некоторые из обычно используемых методов тестирования косметики включают in vitro и in vivo.

IN VITRO. В дословном переводе латинский термин in vitro означает как исследования «в стекле». Другими словами – это исследования в пробирках, в условиях экспериментальной научной лаборатории. Обычно эти эксперименты проводят в так называемой контролируемой среде – это пробирки с определенными растворами или чашках Петри (плоские круглые стеклянные баночки с крышками).

IN VIVO. Термин in vivo в дословном переводе будет обозначать «внутри живого». То есть, это исследования на живых организмах, например, насекомых, животных или людях.

Эти эксперименты обычно проводятся в рамках клинических исследований, испытаний новых препаратов, косметических компонентов, биодобавок и различных возбудителей инфекций (вирусы, грибки или бактерии), вакцин или сывороток против них. Научные эксперименты «в пробирках» и на живых объектах необходимы для расширения объема знаний о различных заболеваниях, методах их лечения, работе организма, влиянии на него тех или иных составов. Также эти виды экспериментов применяются для новых научных открытий, проверки теоретических гипотез на практике. Использовать могут как один из методов, так и оба сразу.

Иногда их дополняют и другие методы – например, методика «ex vivo» — изучение тех или иных веществ на живых тканях, но вне тела человека или животного. Исследования in silico — это выражение, которое означает «выполняется на компьютере или с помощью компьютерного моделирования». Выражение in silico впервые было использовано для характеристики биологических экспериментов, полностью выполняемых на компьютере. Хотя исследования in silico представляют собой относительно новое направление, его начали широко использовать в исследованиях, которые предсказывают, как лекарства взаимодействуют с организмом и с патогенами.

Что такое методы тестирования in vitro и ex vivo

Сегодня косметическим брендам доступно множество методов тестирования, которые хотят проверить свои продукты на безопасность, охарактеризовать их эффективность и активные ингредиенты, начать исследования и разработку новых рецептур.

In vitro включает эксперименты с биологическим веществом (клетками или тканями) вне живого организма. Эксперименты in vitro действительно проводятся в стекле – на чашке Петри или внутри пробирки, хотя сегодня им на смену приходят и современные пробирки из пластика или иных материалов.

Одна из особенностей тестирования in vitro заключается в том, что определенная линия клеток (например, кератиноциты, фибробласты или меланоциты – все это клетки кожи) выделяется, отделяется и очищается от их обычного биологического окружения. Это позволяет проводить более подробный клеточный и молекулярный анализ и оценку реакций клеток по сравнению с использованием в рамках всего организма. Кроме того, изолированные клетки, как правило, при правильных условиях можно подращивать и делить, чтобы получить запас и партии для будущего повторного использования.

Эксперименты in vitro можно проводить на широком круге подопытных объектов, от бактерий и вирусов до клеток, полученных из живых организмов. Благодаря современной науке, сейчас доступны все более сложные модели in vitro.

Рассказали в лаборатории: зачем сдавать клинический анализ крови и что говорят отклонения от нормы

Исследования ex vivo означают «вне живого тела». В этом типе экспериментов живые ткани создаются не искусственно, а берутся непосредственно из живого организма. Затем эксперимент сразу же проводится в лабораторных условиях с минимальным изменением естественных условий организма. Это могут быть клетки кожи ,сальных желез, волос или ногтей, нервные, мышечные или любые другие элементы.

Тестирование косметики и лекарств in vitro и ex vivo

И in vitro, и ex vivo играют важную роль в тестировании косметики и медицинских препаратов. Эти методы могут использоваться для обязательного тестирования безопасности и оценки эффективности, а также во время исследования новых продуктов. Они помогают оценить токсичность, реактогенность и взаимодействие с определенными частями клеток. Другой ключевой аспект методов in vitro и ex vivo заключается в том, что они предлагают прекрасную альтернативу испытаниям на животных (что особенно важно для косметики, ее запрещают исследовать на животных).

Исследования in vivo

In vivo относится к экспериментам с использованием всего живого организма, в отличие от отдельных клеток в пробирке или изучения мертвого организма. Исследования на животных и клинические испытания на людях – это две формы исследований in vivo. Тестирование in vivo часто используется вместо тестирования in vitro, поскольку оно лучше подходит для наблюдения за общими эффектами эксперимента на живом субъекте. Хотя есть много причин полагать, что исследования in vivo могут предложить убедительные сведения о природе биологических процессов и болезни, существует ряд причин, по которым эти выводы могут вводить в заблуждение. Например, терапия может принести краткосрочную пользу, но причинить долгосрочный вред.

Сходство in vivo и in vitro

Прежде всего, есть одно существенное сходство между in vivo и in vitro: это их цель. Как и во всех медицинских исследованиях, независимо от того, проводятся ли они in vitro или in vivo, цель всегда одна: лучше понять определенное заболевание и способы его лечения, а также расширить знания о различных функциях тела. Тем не менее, в этих исследованиях есть много различий, и зачастую эксперименты в лаборатории проводятся первыми, для того, чтобы убедиться в безопасности методики. Только после этого уже переходят к исследованиям на животных, а потом – на людях-добровольцах.

Фото:
Unsplash/СС0
03.07.2023
Каждая женщина должна помнить о том, что женское здоровье требует не только должного ухода за своим телом и внешностью, но и постоянного внимание к работе внутренних органов. Соблюдение несложных рекомендаций поможет избежать дальнейших проблем в гинекологии и достигнуть внутренней гармонии.

Источник: mtkri.ru

In vivo диагностика это

Показано, что потребность в высокочувствительных методах определения ключевых метаболитов, ферментов, продуктов обмена веществ в живом организме в норме и патологии определяет вектор исследований во многих областях биологической науки, в том числе и в области биосенсорной диагностики.

Страницы: 20-28
Список источников

1. Наноструктуры в биомедицине / под ред. К.Е. Гонсалвес , К.Р. Хальберштадт , К.Т. Лоренсин , Л.С. Наир / пер. с англ. М.: Бином. Лаборатория знаний. 2012. 519 с.
2. Варфоломеев С.Д., Евдокимов Ю.М., Островский М.А . Сенсорная биология, сенсорные технологии и создание новых органов чувств человека // Вестник Российской академии наук. 2000. № 2(70). С. 99-108.
3. Гудков А.Г., Вьюгинов В.Н., Зыбин А.А., Мешков С.А., Цыганов Д.И. Исследование путей конструкторско-технологической реализации инвазивных биосенсоров на основе HEMT-транзисторов // Техника машиностроения. 2014. № 2(90). С. 57-60.
4. Вьюгинов В.Н., Гудков А.Г., Зыбин А.А., Мешков С.А., Цыганов Д.И . Выбор схемотехнических, конструкторских и технологических решений при разработке инвазивного транзисторного биосенсора // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 22. № 4. С. 66-70.
5. Иванов Ю.А., Гудков А.Г., Мешков С.А., Шашурин В.Д., Клевцов В.А., Агасиева С.В., Синякин В.Ю . Применение резонансно-туннельных нанодиодов для повышения эффективности преобразователя электромагнитной энергии инвазивных биосенсорных систем на базе технологии радиочастотной идентификации // Электромагнитные волны и электронные системы. 2014. Т. 22. № 4. С. 60-65.
6. Иванов Ю.А., Агасиева С.В., Гудков А.Г., Мешков С.А., Синякин В.Ю., Шашурин В.Д . Применение технологии радиочастотной идентификации с пассивными метками в инвазивной биосенсорике // Машиностроитель. 2014. № 5. С. 12-20.
7. Wang W.DuY., Luo Q., Liu B.-F. Optical molecular imaging for systems biology: from molecule to organism // Anal. Bioanal. Chem. 2006. V. 386. P. 444-457.
8. Савицкий В.В. Жердева И.Г . Меерович. Применение флуоресцентного имиджинга на основе репортерных генов цветных флуоресцентных белков в изучении молекулярных механизмов фотодинамической терапии // Фундаментальные науки медицине: Биофизические медицинские технологии: Монография: в 2-х томах. Т.1 / под ред. А.И. Григорьева и Ю.А. Владимирова . М.: МАКС Пресс. 2015. Гл. 2. С. 265-313.
9. Leung K ., Chopra A., Shan L., Eckelman W.C, Menkens A.E . Essential parameters to consider for the characterization of optical imaging probes. Nanomedicine (Lond). 2012. № 7(7). P. 1101-1107. doi: 10.2217/nnm.12.79.
10. Leblond F., Davis S.C., Valdés P.A., Pogue B.W. Preclinical Whole-body Fluorescence Imaging: Review of Instruments, Methods and Applications // J. Photochem. Photobiol. B. 2010. № 98(1). P. 77-94. doi:10.1016/j.jphotobiol.2009.11.007.
11. Weissleder R., Tung C.H., Mahmood U., Bogdanov A.(Jr.) In vivo imaging of tumors with protease activated near-infrared fluo­rescent probes // Nat Biotechnol. 1999. V. 17. P. 375-378.
12. Ntziachristos V., Bremer C., Graves E.E., Ripoll J., Weissleder R. In vivo tomographic imaging of nearinfrared fluorescent probes // Mol. Imaging.2002. № 1. P. 82-88.
13. Resch-Genger, U., et al. Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels // Nat. Methods. 2008. № 5(9). P. 763-775.
14. Gao X., et al. In vivo cancer targeting and imaging with semiconductor quantum dots // Nat. Biotechnol. 2004. № 22(8). P. 969-976.
15. Karabanovas V., Zakarevicius E., Sukackaite A., Streckyte G., Rotomskis R. Examination of the stability of hydrophobic (CdSe)ZnS quantum dots in the digestive tract of rats // Photochem. Photobiol. Sci. 2008. V. 7. P. 725-728.
16. Логинова Я.Ф., Жердева В.В., Казачкина Н.И., Савицкий А.П. Биораспределение и фармакокинетика квантовых точек при разных способах введения // Сборник статей Второй Междунар. научно-практич. конф. «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине» / под ред. А.П. Кудинова и Б.В. Крылова . СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2011. T. 2. C. 217-219.
17. He X., Ma N . An overview of recent advances in quantum dots for biomedical applications // Colloids and Surfaces B. 2014. V. 124. P. 118-131.
18. Zhou J., Liub Zh., Li F . Upconversion nanophosphors for small-animal imaging // Chem. Soc. Rev. 2012. V. 41. P. 1323-1349.
19. Nyk M., Kumar R., Ohulchanskyy T., e t al . // Nano Lett. 2008. № 8. Р. 3834-3838.
20. Fischer H.C., Liu L., Pang K.S., Chan W.C.W. Pharmacokinetics of Nanoscale Quantum Dots: In vivo distribution, sequestration, and clearance in the rat // Advanced Functional Materials. 2006. № 16. Р. 1299-1305.
21. Schipper M.L., Iyer G., Koh A.L., Cheng Z., Ebenstein Y., Aharoni A., Keren S., Bentolila L.A., Li J., Rao J., Chen X., Banin U., Wu A.M., Sinclair R., Weiss S., Gambhir S.S . Particle size, surface coating, and PEGylation influence the biodistribution of quantum dots in living mice // Small. 2009. № 5.
22. Janát-Amsbury A.M.M., Ray A., Peterson C.M., Ghandehari H . Geometry and Surface Characteristics of Gold Nanoparticles Influence their Biodistribution and Uptake by Macrophages // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2011. V. 77. № 3. Р. 417-423.
23. Cao T., Yang Y., Sun Y., Wu Y., Gao Y., Feng W., Li F. Biodistribution of sub-10nm PEG-modified radioactive /upconversion nanoparticles // Biomaterials. 2013. V. 34. № 29. Р. 7127-1734. doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.05.028. Epub 2013 Jun 21.
24. Grebenik E.A., Nadort A., Generalova A.N., Nechaev A.V., Sreenivasan V.K.A., Khaydukov E.V., Semchishen V.A., Popov A.P., Sokolov V.I., Akhmanov A.S., Zubov V.P., Klinov D.V., Panchenko V.Y., Deyev S.M., Zvyagin A.V . Feasibility study of the optical imaging of a breast cancer lesion labeled with upconversion nanoparticle biocomplexes // J. Biomed. Opt. 2013. V. 18. № 7. Р. 076004. doi:10.1117/1.JBO.18.7.076004.
25. Key J., James F . Nanoparticles for multimodal in vivo imaging in nanomedicine // International Journal of Nanomedicine. 2014. № 9. Р. 711-726
26. Choy G ., Choyke P ., Libutti S.K . Current advances in molecular imaging: noninvasive in vivo bioluminescent and fluorescent optical imaging in cancer research // Mol. Imaging. 2003. V. 2. № 4. Р. 303-312.
27. Joo Hyun Kang, June-Key Chung l. Molecular-Genetic Imaging Based on ReporterGene Expression // J. Nucl. Med. 2008. № 49. Р. 164S-179S
28. Zherdeva V.V., Savitsky A.P . Using Lanthanide_Based Resonance Energy Transfer for in vitro and in vivo Studies of Biological Processes // Biochemistry. 2012. V. 77. № 13. Р. 1553.
29. Rajapakse H.E ., Reddy D.R ., Mohandessi S ., Butlin N.G ., Miller L.W . Luminescent terbium protein labels for time-resolved microscopy and screening // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2009. V. 48. Is. 27. Р. 4990-4992.
30. Hoffman R.M. The multiple uses of fluorescent proteins to visualize cancer in vivo // Nat. Rev. Cancer. 2005. № 5. Р. 796-806.
31. Chudakov D.M., Matz M.V., Lukyanov S., Lukyanov K.A . Fluorescent proteins and their applications in imaging living cells and tissues // Physiol. Rev. 2010. V. 90. № 3. Р. 1103-1163. doi:10.1152/physrev.00038.2009.
32. Rusanov A.L., Savitsky A.P . Fluorescence resonance energy transfer between fluorescent proteins as powerful toolkits for in vivo studies // Laser Phys. Lett. 2011. V. 8. № 2. Р. 91-102. doi:10.1002/lapl.201010107.
33. Savitsky A.P., Rusanov A.L., Zherdeva V.V., Gorodnicheva T.V., Khrenova M.G., Nemukhin A.V . FLIM-FRET Imaging of caspase-3 activity in live cells using pair of red fluorescent proteins // Theranostics. 2012. V. 2. № 2. Р. 215-226. doi:10.7150/thno.3885.
34. Ambacher O., Eickhoff M., Steinhoff G., Hermann M., Gorgens L., Werss V. // Proc. ECS. 2002. № 27. Р. 214.
35. Neuberger R., Muller G., Ambacher O., Stutzmann M . // Phys. Status Solidi A. 2001. № 185. Р. 85.
36. Schalwig J., Muller G., Ambacher O., Stutzmann M . // Phys Status Solidi A. 2001. № 185. Р. 39.
37. Steinhoff G., Hermann M., Schaff W.J., Eastman L.F., Stutzmann M., Eickhoff M . // Appl. Phys. Lett. 2003. № 83. Р. 177.
38. Eickhoff M., Neuberger R., Steinhoff G., Ambacher O., Muller G., Stutzmann M . Phys. Status Solidi B. 2001. № 228. Р. 519.
39. Schalwig J., Muller G., Eickhoff M., Ambacher O., Statzmann M . // Sens. Actuat. B. 2002. № 81. Р. 425.
40. Stutzmann M., Steinhoff G., Eickhoff M., Ambacher O., Nobel C.E., Schalwig J., et al . Diamond Rel. Mater. 2002. № 11. Р. 886.
41. Kang B.S., Wang H.T., Ren F., Pearton S.J. Electrical detection of biomaterials using AlGaN/GaN HEMTs // J. Appl. Phys. 2008. V. 104. № 8. Р. 031101
42. Тихомиров В.Г., Малеев Н.А., Кузьменков А.Г., Соловьев Ю.В., Гладышев А.Г., Кулагина М.М., Земляков В.Е., Дудинов К.В., Янкевич В.Б., Бобыль А.В., Устинов В.М . // ФТП. 2011. V. 45. № 10. Р. 1405.
43. Vyuginov V.N., Gudkov A.G., Dobrov V.A., Leushin V.Yu., Meshkov S.A., Popov V.V . Account of inheritable characteristics interns of complex technological optimization of MMIC // 2011 21th Int. Crimean Conf. «Microwave http://radiotec.ru/ru/journal/Nanotechnology_development_and_applications-XXI_Ce/number/2016-2/article/17842″ target=»_blank»]radiotec.ru[/mask_link]